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環境認識システム、自律型移動体および環境認識プログラム コモンズ

国内特許コード P110005516
整理番号 2007-0010
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2007-234425
公開番号 特開2009-068852
登録番号 特許第4953313号
出願日 平成19年9月10日(2007.9.10)
公開日 平成21年4月2日(2009.4.2)
登録日 平成24年3月23日(2012.3.23)
発明者
  • 山口 亨
  • 中里 潤
出願人
  • 公立大学法人首都大学東京
発明の名称 環境認識システム、自律型移動体および環境認識プログラム コモンズ
発明の概要

【課題】周囲の環境を高速且つ精度良く認識すると共に、コストを低減すること。
【解決手段】距離を計測することで測距領域(AR0)に存在する物体(1a)を検出する測距装置(LRF)と、測距領域(AR0)よりも広い撮像領域(AR1)に対して色情報を含む画像(1)を撮像する撮像装置(CA)と、測距領域(AR0)において物体非存在空間領域(2a)を特定する測距領域空間特定手段(C3)と、撮像した画像(1)に基づいて物体非存在空間領域(2a)と重複する撮像領域(AR1)の色情報である空間色情報を取得する空間色情報取得手段(C4)と、画像(1)に基づいて撮像領域(AR1)において空間色情報と一致する色情報の領域を物体非存在空間(1d)であると判別する空間判別手段(C5)とを備えたことを特徴とする環境認識システム(S)。
【選択図】図2

従来技術、競合技術の概要


近年、ロボット等の知的移動体の有用性は、生産業の自動化・無人化のみならず、一般家庭の生活支援等にまで広がっており、研究・開発等が盛んに行われている。ロボットが生活支援等を行うためには、前記ロボットが自律して行動できる必要があり、前記ロボットが自律して行動するためには、前記ロボットが周囲の環境を認識する必要がある。例えば、前記ロボットが行動可能な範囲、いわゆる、オープンスペースを常に取得し続ける必要がある。



前記ロボットが周囲の環境を認識するために、2次元の測域センサとしてのレーザレンジファインダ(LRF:Laser Range Finder)は、特に有用である。前記レーザレンジファインダは、レーザ光が命中した点をカメラで計測することにより、障害物や移動体までの距離を正確且つ高速に計測できるため、例えば、前記ロボットが前記障害物を回避したり、前記移動体を追従したりする目的に利用できる。また、前記レーザレンジファインダは、レーザを計測できる範囲が比較的狭いため、遠くの障害物も対象とするために、その他のセンサと組み合わせて使用する技術が知られている。
レーザレンジファインダとその他のセンサを組み合わせることにより、周囲の環境を認識する技術として、例えば、以下の従来技術(J01)が公知である。



(J01)特許文献1(特開2000-329852号公報)記載の技術
特許文献1には、2台の電子式のカメラ(1,2)で撮像した画像をステレオ画像処理して得られた先行車両等の障害物までの距離の計測値と、レーザレンジファインダ(7)により得られた前記障害物までの距離の計測値とを計測し、2つの距離の計測値に基づいて、前記障害物を認識する自動車の障害物認識装置についての技術が記載されている。




【特許文献1】特開2000-329852号公報(「0025」、「0068」~「0079」図1~図11)

産業上の利用分野


本発明は、障害物等の物体が存在する環境下において、移動可能な経路等を認識する自律型移動体、環境認識システムおよび環境認識プログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
予め設定された測距領域に対して距離を計測することで、前記測距領域に存在する物体を検出する測距装置と、
前記測距装置が測距する測距領域と重複し且つ前記測距領域よりも広い撮像領域に対して、色情報を含む画像を撮像する撮像装置と、
前記測距装置による計測結果に基づいて、前記測距領域において、物体が存在しない物体非存在空間領域を特定する測距領域空間特定手段と、
前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、前記物体非存在空間領域と、重複する撮像領域の色情報である空間色情報を取得する空間色情報取得手段と、
前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、前記撮像領域において、前記空間色情報と一致する色情報の領域を物体が存在しない物体非存在空間であると判別する空間判別手段と、
を備えたことを特徴とする環境認識システム。

【請求項2】
前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、前記撮像領域において、前記空間色情報と、前記空間色情報の領域に隣接する領域の色情報とが一致する場合に、前記隣接する領域を前記物体非存在空間であると判別する前記空間判別手段、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の環境認識システム。

【請求項3】
前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、前記物体非存在空間領域と、重複する撮像領域の色情報の平均値を前記空間色情報として取得する前記空間色情報取得手段と、
前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、前記撮像領域において、前記空間色情報との差が予め設定された閾値より小さい色情報が存在する場合に、前記色情報を前記空間色情報と一致する色情報であるとみなし、前記色情報の領域を前記物体非存在空間であると判別する前記空間判別手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の環境認識システム。

【請求項4】
予め設定された測距領域に対して距離を計測することで、前記測距領域に存在する物体を検出する測距装置と、
前記測距装置が測距する測距領域と重複し且つ前記測距領域よりも広い撮像領域に対して、色情報を含む画像を撮像する撮像装置と、
前記測距装置による計測結果に基づいて、前記測距領域において、物体が存在する物体存在空間領域を特定する測距領域空間特定手段と、
前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、前記物体存在空間領域と、重複する撮像領域の色情報である空間色情報を取得する空間色情報取得手段と、
前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、前記撮像領域において、前記空間色情報と一致する色情報の領域を物体が存在する物体存在空間であると判別する空間判別手段と、
を備えたことを特徴とする環境認識システム。

【請求項5】
前記測距領域内でレーザ光を走査し、物体で反射されたレーザ光を検出することで、前記測距領域に存在する物体までの距離を計測するレーザレンジファインダにより構成された前記測距装置と、
を備えたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の環境認識システム。

【請求項6】
移動体の前方に予め設定された測距領域に対して距離を計測することで、前記測距領域に存在する物体を検出する測距装置と、
前記測距装置が測距する測距領域と重複し且つ前記測距領域よりも広い前方の撮像領域に対して、色情報を含む画像を撮像する撮像装置と、
前記測距装置による計測結果に基づいて、前記測距領域において、物体が存在しない物体非存在空間領域を特定する測距領域空間特定手段と、
前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、前記物体非存在空間領域と、重複する撮像領域の色情報である空間色情報を取得する空間色情報取得手段と、
前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、前記撮像領域において、前記空間色情報と一致する色情報の領域を物体が存在しない物体非存在空間であると判別する空間判別手段と、
前記物体非存在空間が移動可能な領域であると判別して、前記物体を避ける移動経路を設定する経路設定手段と、
設定された前記移動経路に沿って前記移動体を移動させる移動制御手段と、
を備えたことを特徴とする自律型移動体。

【請求項7】
コンピュータを
予め設定された測距領域に対して距離を計測することで前記測距領域に存在する物体を検出する測距装置による計測結果に基づいて、前記測距領域において、物体が存在しない物体非存在空間領域を特定する測距領域空間特定手段、
前記測距装置が測距する測距領域と重複し且つ前記測距領域よりも広い撮像領域に対して色情報を含む画像を撮像する撮像装置で撮像した画像に基づいて、前記物体非存在空間領域と、重複する撮像領域の色情報である空間色情報を取得する空間色情報取得手段、
前記撮像装置で撮像した画像に基づいて、前記撮像領域において、前記空間色情報と一致する色情報の領域を物体が存在しない物体非存在空間であると判別する空間判別手段、
として機能させるための環境認識プログラム。
産業区分
  • その他通信
  • 工業用ロボット
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007234425thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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